(57)【要約】【課題】反射特性測定装置の白色校正に用いられる校正基準板の反射特性の変化を検出する技術を提供する。【解決手段】測定対象物に照明光を照射して測定対象物の反射特性を測定する反射特性測定装置であって、測定対象物の反射特性と校正基準板の反射特性とを測定する第1の照明受光手段と、前記校正基準板の光学的特性を測定する第２の照明受光手段とを備えている。【選択図】図１
2010190785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に照明光を照射して測定対象物の反射特性を測定する反射特性測定装置であって、
測定対象物の反射特性と校正基準板の反射特性とを測定する第1の照明受光手段と、
前記校正基準板の光学的特性を測定する第２の照明受光手段と、
を備えたことを特徴とする反射特性測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の反射特性測定装置であって、
前記校正基準板と前記第２の照明受光手段とを相対的に移動させる移動機構、
をさらに備え、
前記第２の照明受光手段は、
(a)  前記移動機構によって前記校正基準板と前記第２の照明受光手段とを第１の相対位置とした状態で、前記第２の照明受光手段の照明部から照射された照明光を前記校正基準板を介さずに前記第２の照明受光手段の受光部に入射させた場合の受光光量に応じた第１の信号と、
(b)  前記移動機構によって前記校正基準板と前記第２の照明受光手段とを第２の相対位置とした状態で、前記第２の照明受光手段の照明部から照射された照明光を前記校正基準板を介して前記第２の照明受光手段の受光部に入射させた場合の受光光量に応じた第２の信号とを、
所定の順序で順次に測定可能とされていることを特徴とする反射特性測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の反射特性測定装置であって、
前記校正基準板が所定の位置に設置された状態で、前記第１の照明受光手段が前記校正基準板の反射特性を測定し、かつ、前記第２の照明受光手段が前記第１の信号または前記第２の信号のいずれかの信号を測定することを特徴とする反射特性測定装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の反射特性測定装置であって、
前記光学的特性の変化に基づいて警告信号を出力する制御処理手段をさらに備えたことを特徴とする反射特性測定装置。
【請求項５】
反射特性測定装置の校正基準装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に収容されて、照明光を照射する照明部と入射した光の光量に応じた信号を測定する受光部とが、互いに間隔を隔てて設けられた照明受光手段と、
前記照明部と前記受光部との間の前記間隔を横切る経路に沿って前記照明受光手段に対して相対的に移動可能に配置され、前記反射特性測定装置の光学的な校正基準となる校正基準板と、
前記校正基準板と前記照明受光手段とを相対的に移動させる移動機構と、
を備え、
前記照明受光手段は、
(a)  前記移動機構によって前記校正基準板と前記照明受光手段とを第１の相対位置とした状態で、前記照明受光手段の照明部から照射された照明光を前記校正基準板を介さずに前記照明受光手段の受光部に入射させた場合の受光光量に応じた第１の信号と、
(b)  前記移動機構によって前記校正基準板と前記照明受光手段とを第２の相対位置とした状態で、前記照明受光手段の照明部から照射された照明光を前記校正基準板を介して前記照明受光手段の受光部に入射させた場合の受光光量に応じた第２の信号とを、
所定の順序で順次に測定可能とされていることを特徴とする校正基準装置。
【請求項６】
反射特性測定装置の校正基準板の劣化測定装置であって、
照明光を照射する照明部と、入射した光の光量に応じた信号を測定する受光部とを有する照明受光手段と、
前記校正基準板と前記照明受光手段とを相対的に移動させる移動機構と、
を備え、
前記照明受光手段は、
(a)  前記移動機構によって前記校正基準板と前記照明受光手段とを第１の相対位置とした状態で、前記照明受光手段の照明部から照射された照明光を前記校正基準板を介さずに前記照明受光手段の受光部に入射させて受光した光量に応じた第１の信号と、
(b)  前記移動機構によって前記校正基準板と前記照明受光手段とを第２の相対位置とした状態で、前記第２の照明受光手段の照明部から照射された照明光を前記校正基準板を介して前記照明受光手段の受光部に入射させて受光した光量に応じた第２の信号とを、
所定の順序で順次に測定可能とされていることを特徴とする劣化測定装置。
【請求項７】
反射特性測定装置の校正基準板の劣化測定装置であって、
照明光を照射する照明部と、入射した光の光量に応じた信号を測定する受光部とを有する照明受光手段と、
前記校正基準板と前記照明受光手段とを相対的に案内するガイドと、
を備え、
前記照明受光手段は、
(a)  前記ガイドに基づいて前記校正基準板と前記照明受光手段とを第１の相対位置とした状態で、前記照明受光手段の照明部から照射された照明光を前記校正基準板を介さずに前記照明受光手段の受光部に入射させて受光した光量に応じた第１の信号と、
(b)  前記ガイドに基づいて前記校正基準板と前記照明受光手段とを第２の相対位置とした状態で、前記第２の照明受光手段の照明部から照射された照明光を前記校正基準板を介して前記照明受光手段の受光部に入射させて受光した光量に応じた第２の信号とを、
所定の順序で順次に測定可能とされていることを特徴とする劣化測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の反射特性を測定する反射特性測定装置及び反射特性測定装置の校正に用いられる校正基準板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、工業製品の表面色の検査などにおいて、検査の対象となる試料（「測定対象物」とも称する）の反射特性の測定は、照明系と受光系のジオメトリ（光学的条件）によって大きい影響を受ける。従って、分光測色計等の反射特性測定装置の多くは、ＣＩＥ（国際照明委員会）が推奨する45／0（45°照明、垂直受光）、0／45（垂直照明、45°受光）や、d／0（拡散照明、垂直受光）、0／d（垂直照明、拡散受光）のジオメトリのいずれかを採用している。
【０００３】
このような反射特性測定装置では、一般に、試料を測定するときと同じジオメトリにおいて、反射特性が既知の白色校正板の測定を行った結果を校正データとして記憶しておき、この校正データと、試料の測定結果と、白色校正板の既知の反射特性とを用いて試料の反射特性を算出するようにしている。なお、この校正データを得る作業を白色校正とも称する。
【０００４】
ジオメトリ、照明系の光源の発光特性、受光系の光電変換特性などの反射特性測定装置の測定特定が同一条件で維持される限り、試料を測定する毎に白色校正を行う必要はなく、試料の反射特性を求める際には、同一の校正データを使用することができる。
【０００５】
しかし、経時や、熱的な変化などによって、反射特性測定装置の測定特性が変化した場合は、白色校正板を測定した測定条件と試料を測定する測定条件とが同一の測定条件ではなくなるため、測定特性が変化した反射特性測定装置を用いて再度白色校正を行うことが必要となる。
【０００６】
また、汚れ等によって、白色校正板自体の反射特性が変化した場合には、再度、白色校正板の反射特性を値付けし直す等の対応が必要となる。
【０００７】
ここで、反射特性測定装置の測定特性の変化に関しては、白色校正の頻度を上げれば上げるほど、高精度に反射特性測定装置の測定特性の変化を補正できる。しかし、白色校正の度に校正基準板を反射特性測定装置の測定部に設置し、校正基準板を測定する必要があるため、白色校正の頻度を上げることは測定者の負担を増すことになる。
【０００８】
このような問題に対して、特許文献１に示すように、反射特性測定装置が大型化することなく自動的に白色校正を行う反射特性測定装置に関する技術が開示されている。特許文献１の反射特性測定装置では、反射特性測定装置が専用の置き台に載置されると、置き台の構成部材によって反射特性測定装置の測定窓が閉塞され、反射特性測定装置が該閉塞を検出するとともに、所定の条件が満たされる場合に、該構成部材に設けられた校正基準板を自動的に測定することによって、白色校正を自動的に十分な頻度で行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２２１６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１の反射特性測定装置では、汚れや劣化等によって白色校正板自体の光学的特性が白色校正板の反射特性を値付けしたときの光学的特性に対して変動した場合であっても、該変動を検出することができないため、白色校正板の反射特性を値付けし直す等の対応を該変動に応じて適宜行うことができないという問題がある。
【００１１】
本発明は、こうした問題を解決するためになされたもので、反射特性測定装置の校正に用いられる白色校正板や参照板などの校正基準板の光学的特性の変化を検出して反射特性測定装置の測定精度を保つことができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、測定対象物に照明光を照射して測定対象物の反射特性を測定する反射特性測定装置であって、測定対象物の反射特性と校正基準板の反射特性とを測定する第１の照明受光手段と、前記校正基準板の光学的特性を測定する第２の照明受光手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の反射特性測定装置であって、前記校正基準板と前記第２の照明受光手段とを相対的に移動させる移動機構、をさらに備え、前記第２の照明受光手段は、前記移動機構によって前記校正基準板と前記第２の照明受光手段とを第１の相対位置とした状態で、前記第２の照明受光手段の照明部から照射された照明光を前記校正基準板を介さずに前記第２の照明受光手段の受光部に入射させた場合の受光光量に応じた第１の信号と、前記移動機構によって前記校正基準板と前記第２の照明受光手段とを第２の相対位置とした状態で、前記第２の照明受光手段の照明部から照射された照明光を前記校正基準板を介して前記第２の照明受光手段の受光部に入射させた場合の受光光量に応じた第２の信号とを、所定の順序で順次に測定可能とされていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の反射特性測定装置であって、前記校正基準板が所定の位置に設置された状態で、前記第１の照明受光手段が前記校正基準板の反射特性を測定し、かつ、前記第２の照明受光手段が前記第１の信号または前記第２の信号のいずれかの信号を測定することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の反射特性測定装置であって、前記光学的特性の変化に基づいて警告信号を出力する制御処理手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項５の発明は、反射特性測定装置の校正基準装置であって、ハウジングと、  前記ハウジング内に収容されて、照明光を照射する照明部と入射した光の光量に応じた信号を測定する受光部とが、互いに間隔を隔てて設けられた照明受光手段と、前記照明部と前記受光部との間の前記間隔を横切る経路に沿って前記照明受光手段に対して相対的に移動可能に配置され、前記反射特性測定装置の光学的な校正基準となる校正基準板と、前記校正基準板と前記照明受光手段とを相対的に移動させる移動機構と、を備え、前記照明受光手段は、前記移動機構によって前記校正基準板と前記照明受光手段とを第１の相対位置とした状態で、前記照明受光手段の照明部から照射された照明光を前記校正基準板を介さずに前記照明受光手段の受光部に入射させた場合の受光光量に応じた第１の信号と、前記移動機構によって前記校正基準板と前記照明受光手段とを第２の相対位置とした状態で、前記照明受光手段の照明部から照射された照明光を前記校正基準板を介して前記照明受光手段の受光部に入射させた場合の受光光量に応じた第２の信号とを、所定の順序で順次に測定可能とされていることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項６の発明は、反射特性測定装置の校正基準板の劣化測定装置であって、照明光を照射する照明部と、入射した光の光量に応じた信号を測定する受光部とを有する照明受光手段と、前記校正基準板と前記照明受光手段とを相対的に移動させる移動機構と、を備え、前記照明受光手段は、前記移動機構によって前記校正基準板と前記照明受光手段とを第１の相対位置とした状態で、前記照明受光手段の照明部から照射された照明光を前記校正基準板を介さずに前記照明受光手段の受光部に入射させて受光した光量に応じた第１の信号と、前記移動機構によって前記校正基準板と前記照明受光手段とを第２の相対位置とした状態で、前記第２の照明受光手段の照明部から照射された照明光を前記校正基準板を介して前記照明受光手段の受光部に入射させて受光した光量に応じた第２の信号とを、所定の順序で順次に測定可能とされていることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項７の発明は、反射特性測定装置の校正基準板の劣化測定装置であって、照明光を照射する照明部と、入射した光の光量に応じた信号を測定する受光部とを有する照明受光手段と、前記校正基準板と前記照明受光手段とを相対的に案内するガイドと、を備え、前記照明受光手段は、前記ガイドに基づいて前記校正基準板と前記照明受光手段とを第１の相対位置とした状態で、前記照明受光手段の照明部から照射された照明光を前記校正基準板を介さずに前記照明受光手段の受光部に入射させて受光した光量に応じた第１の信号と、前記ガイドに基づいて前記校正基準板と前記照明受光手段とを第２の相対位置とした状態で、前記第２の照明受光手段の照明部から照射された照明光を前記校正基準板を介して前記照明受光手段の受光部に入射させて受光した光量に応じた第２の信号とを、所定の順序で順次に測定可能とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１から請求項７に記載の発明によれば、測定対象物の反射特性を測定する第1の照明受光手段から独立した第２の照明受光手段を用いて校正基準板の光学的特性を測定できるので、第1の照明受光手段の測定特性が変動する影響を受けることなく、校正基準板の光学的特性の変化を監視することが可能となる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、前記第２の照明受光手段は、前記第２の照明受光手段の照明部から照射された照明光が前記第２の照明受光手段の受光部に直接入射する光の光量に応じた第１の信号と、前記第２の照明受光手段の照明部から照射された照明光が校正基準板を介して第２の照明受光手段の受光部に入射する光の光量に応じた第２の信号とを測定するので、第１の信号と第２の信号とを比較することによって第２の照明受光手段の測定特性の変動による影響を減じて、校正基準板の光学的特性の変化を監視できる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、前記校正基準板が所定の位置に設置された状態で、前記第１の照明受光手段が前記校正基準板の反射特性を測定し、かつ、前記第２の照明受光手段が前記第１の信号または前記第２の信号のいずれかの信号を測定するので、同一状態の校正基準板を第１の照明受光手段と第２の照明受光手段で一度に測定可能となり、反射特性測定装置の小型化や、測定に必要な時間の短縮ができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、前記校正基準板の光学的特性の変化に基づいて警告信号を出力できるので、その警告信号に基づいて校正基準板の交換や清掃や再校正をすべき時期を正確に検知できる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、反射特性測定装置の校正基準装置は、照明光が校正基準板を介さずに受光部に入射する光の光量に応じた第１の信号と、照明光が前記校正基準板を介して受光部に入射する光の光量に応じた第２の信号とを共通の照明部と受光部とで測定するので、照明部と受光部の測定特性の変動による影響を減じて、校正基準板の光学的特性の変化を監視できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１に係る反射特性測定装置の参照板測定時の概略構成を示す模式図である。
【図２】実施形態１に係る反射特性測定装置の試料測定時の概略構成を示す模式図である。
【図３】図１の校正基準装置の概略構成を示す側面模式図である。
【図４】図１の校正基準装置の概略構成を示す上面模式図である。
【図５】図２の校正基準装置の概略構成を示す側面模式図である。
【図６】図２の校正基準装置の概略構成を示す上面模式図である。
【図７】キャリアが格納ケース内の前端部に位置する状態の概略構成を示す斜視図である。
【図８】キャリアの駆動機構の概略を示す斜視図である。
【図９】キャリアに装着された校正基準板ホルダの概略構成を示す斜視図である。
【図１０】実施形態１に係る校正基準板ユニットの上面外観図である。
【図１１】実施形態１に係る校正基準板ユニットの断面模式図である。
【図１２】実施形態１に係る反射特性測定装置の白色校正板の値付け動作の概要を示すフローチャートである。
【図１３】実施形態１に係る反射特性測定装置の白色校正動作の概要を示すフローチャートである。
【図１４】実施形態１に係る反射特性測定装置の測定動作の概要を示すフローチャートである。
【図１５】実施形態１に係る反射特性測定装置の参照板劣化判定サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１６】実施形態２に係る反射特性測定装置の参照板測定時の概略構成を示す模式図である。
【図１７】実施形態２に係る校正基準板ユニットの上面外観図である。
【図１８】実施形態２に係る校正基準板ユニットの断面模式図である。
【図１９】実施形態２に係る反射特性測定装置の白色校正板の値付け動作の概要を示すフローチャートである。
【図２０】実施形態２に係る反射特性測定装置の白色校正動作の概要を示すフローチャートである。
【図２１】実施形態２に係る反射特性測定装置の参照板劣化判定サブルーチンを示すフローチャートである。
【図２２】実施形態２に係る反射特性測定装置の測定動作の概要を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は分光素子を有さない反射特性測定装置に対しても適用できるが、以下では、反射特性測定装置として分光式の反射特性測定装置を例に説明し、反射特性測定装置が測定する反射特性として分光反射率係数を例に説明する。また、図面には方向の説明を容易にするために適宜座標軸を設けている。
【００２６】
○白色校正板と参照板について：
本発明においては、測定対象物と同じジオメトリで測定される校正基準板であって、その既知の反射特性が測定対象物の反射特性を求める際の基準となるものを白色校正板と称する。
【００２７】
また、測定対象物とほぼ同じジオメトリで測定されて、白色校正時と測定対象物測定時とにおける反射特性測定装置の測定特性の差異を補正するために使用される校正基準板を参照板と称する。
【００２８】
＜実施形態１＞
＜実施形態１に係る反射特性測定装置１０Ａの測定原理＞
以下に、実施形態１に係る反射特性測定装置１０Ａの測定原理を説明する。
【００２９】
反射特性測定装置１０Ａは、白色校正時と、測定対象物測定時とにおける反射特性測定装置の測定特性の差異を、適正な補正データを用いて補正することによって、測定精度を保ちつつ、測定対象物の反射特性を測定する反射特性測定装置である。
【００３０】
この適正な補正データは、劣化していない、すなわち、光学的特性が変化していない参照板に対して測定対象物の反射特性を測定する第１の照明受光系から照明光を照射し、この照明光が参照板によって拡散反射される反射光の分光強度を、白色校正時と測定対象物測定時とにおいて測定して、双方の測定値の比を求めることによって与えられる。
【００３１】
このため、仮に、参照板を用いて反射特性測定装置の測定特性、すなわち、第１の照明受光手段の測定特性を補正するとともに、補正データの適正さを確認するために、第１の照明受光手段を用いて参照板の劣化を判定すると、測定特性の補正や劣化の判定における対象物と基準物とが、相互に循環し、適正な補正データや判定結果を得ることはできない。
【００３２】
そこで、本発明の反射特性測定装置においては、測定対象物の反射特性の測定及び補正データを得るための参照板の測定を行う第1の照明受光手段とは異なる第２の照明受光手段を用いて参照板の劣化を判定する。
【００３３】
第1の照明受光手段から独立した第２の照明受光手段を用いて参照板の光学的特性を測定して参照板の光学的特性の劣化を監視するので、第1の照明受光手段の測定特性が変動する影響を受けることなく、参照板の光学的特性の変化を監視することが可能となる。従って、補正の精度、すなわち、反射特性測定装置の測定精度を保つことができる。
【００３４】
具体的には、参照板の劣化の判定は、白色校正時における第２の照明受光手段の照明光の強度Ｉｄｃに対する、第２の照明受光手段の照明光が参照板を拡散透過した透過光の強度Ｉｔｒｃの比によって表される拡散透過率Ｄｒｃと、測定対象物測定時における第２の照明受光手段の照明光の強度Ｉｄに対する第２の照明受光手段の照明光が参照板を拡散透過した透過光の強度Ｉｔｒの比によって表される拡散透過率Ｄｒとを比較して、比Ｄｒ／Ｄｒｃが所定の範囲内である場合には、参照板は劣化していないと判断することによって行われる。
【００３５】
第２の照明受光手段の測定特性が変動しても、その変動の影響を受けない拡散透過率の変化に基づいて参照板の劣化を判定するので、第２の照明受光手段の測定特性が変動することによる影響を排除して参照板の劣化を精度良く判定することができる。
【００３６】
参照板が劣化していないと判断された場合には、  測定対象物測定時に第１の照明受光手段の照明光が参照板によって拡散反射された反射光を第１の照明受光手段の受光手段で測定した分光強度Ｉｒ（λ）と、白色校正時に第１の照明受光手段の照明光が参照板によって拡散反射された反射光を第１の照明受光手段の受光手段で測定した分光強度Ｉｒｃ（λ）とを用いて、第１の照明受光手段の白色校正時と測定対象物測定時とにおける測定特性の差異を補正する経時変化補正係数Ｃ（λ）が（１）式によって求められる。
【００３７】
【数１】
2010190785.tif 000003
【００３８】
なお、参照板が第１の照明受光手段によって測定される際のジオメトリが、測定対象物が第１の照明受光手段によって測定される際のジオメトリに近ければ近いほど、経時変化補正係数Ｃ（λ）による補正の効果を高めることができる。
【００３９】
次に、白色校正板の値付けされた分光反射率係数Ｒｗ０（λ）と、測定対象物測定時に、第１の照明受光手段から照射された照明光が測定対象物で拡散反射された反射光を第１の照明受光手段で測定した分光強度Ｉｍ（λ），白色校正時に、第１の照明受光手段から照射された照明光が白色校正板の表面で拡散反射された拡散反射光を第１の照明受光手段で測定した分光強度Ｉｗｃ（λ）および経時変化補正係数Ｃ（λ）によって、測定対象物の分光反射率係数Ｒｍ（λ）が（２）式によって求められる。
【００４０】
【数２】
2010190785.tif 000004
【００４１】
参照板が劣化していると判断された場合には、警告信号が出力されて、再度の白色校正の実施が促される。
【００４２】
＜実施形態１の反射特性測定装置の構成＞
○反射特性測定装置１０Ａ：
図１は、実施形態１に係る反射特性測定装置１０Ａの参照板測定時の概略構成を示す模式図であり、図２は、実施形態１に係る反射特性測定装置１０Ａの試料測定時の概略構成を示す模式図である。
【００４３】
反射特性測定装置１０Ａの動作は、ＣＰＵ１（「制御処理手段」とも称する）によって制御される。ＣＰＵ１は内部にＲＡＭなどの一時記憶部を有するとともに情報を恒久的に記憶するための記憶部２が接続されている。記憶部２としては、例えば、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭなどが用いられる。また、ＣＰＵ１には、反射特性測定装置に測定動作，白色校正動作および白色校正板劣化モニタ動作などを指示する各種操作ボタンや警告メッセージなどを表示する表示部を有する操作パネル４２が接続されており、反射特性測定装置単体での操作も可能である。
【００４４】
ＣＰＵ１と記憶部２には、ＵＳＢ制御回路３とＵＳＢコネクタ３ｂからなるＵＳＢインタフェースが接続されている。該ＵＳＢインタフェースを介してコンピュータなどの外部機器から反射特性測定装置１０Ａを制御したり、該外部機器と反射特性測定装置１０Ａとの双方向の情報伝達を行うことが可能である。
【００４５】
反射特性測定装置１０Ａは、主測定系２０Ａ（「第1の照明受光手段」とも称する）によって測定開口部４１に対向載置された試料ｍなどの測定対象物の反射特性を測定する。
【００４６】
主測定系２０Ａは、制御回路４と光源部５とレンズ６とを備えた照明系と、レンズ７と、分光素子９と受光センサアレイ１０を有するポリクロメータ８と、処理回路１１とを備えた受光系を有する。
【００４７】
光源部５としては、例えば、白色電球などが用いられる。光源部５から出力される照明光１２ａの強度は、制御回路４から光源部５に供給される制御電流をＣＰＵ１で操作することによって調整される。ここで、照明光１２ａはレンズ６によって測定開口部全面に照射される照明光を１つの光線によって代表的に示している。
【００４８】
レンズ７は、照明光１２ａが測定対象物表面で拡散反射された拡散反射光１２ｂをポリクロメータ８に入射させる。
【００４９】
分光素子９は、入射した拡散反射光１２ｂを波長に応じて分光し、受光センサアレイ１０上に入射させる。分光素子９としては、例えば凹面回折格子などが用いられる。
【００５０】
受光センサアレイ１０としては、例えばＣＣＤセンサアレイやＣＭＯＳアレイなどが用いられ、入射光を光電変換する。
【００５１】
処理回路１１は、受光センサアレイ１０が変換した電荷を読み出して増幅処理やＡ／Ｄ変換処理などを行ってＣＰＵ１に出力する。
【００５２】
○校正基準装置５０Ａ：
図３は、図１の校正基準装置５０Ａの概略構成を示す側面模式図であり、図４は、図１の校正基準装置５０Ａの概略構成を示す上面模式図である。
【００５３】
図５は、図２の校正基準装置５０Ａの概略構成を示す側面模式図であり、図６は、図２の校正基準装置５０Ａの概略構成を示す上面模式図である。
【００５４】
図３に示すように、校正基準装置５０Ａは、校正基準板ユニット１８Ａと校正基準板劣化測定装置４０Ａを備えており、反射特性測定装置１０Ａ内に、取り外し可能に設置されている。校正基準装置５０Ａは、校正基準板劣化測定装置４０Ａによって校正基準板ユニット１８Ａに備えられた参照板の劣化を判定するための信号を測定し、ＣＰＵ１に送信する。ＣＰＵ１から、校正基準板劣化測定装置４０Ａ内の制御回路等に供給される制御信号等を伝達する配線が配設されており、該配線は、校正基準板劣化測定装置４０Ａ内の端子１７に接続されている。
【００５５】
○校正基準板劣化測定装置４０Ａ：
図３に示すように、校正基準板劣化測定装置４０Ａは、収納ケース３３と収納ケース３３内部の部品によって構成される。
【００５６】
収納ケース３３内部の光源２５と、その制御回路２６は、収納ケース３３の底面３３ｂに設けられており、受光センサ２７と、受光センサ２７が出力する信号を処理する処理回路２８は、収納ケース３３の上面３３ａに設けられている。光源２５，制御回路２６，受光センサ２７および処理回路２８は、校正基準板の劣化をモニタする副測定系（「第２の照明受光手段」とも称する）を構成している。
【００５７】
光源２５は、例えばＬＥＤなどであり、受光センサ２７は、例えばシリコンフォトセル（ＳＰＣ）などである。副測定系の目的は校正基準板の劣化を測定することであるため、副測定系の受光センサ２７は、測定特性が変動しやすい分光素子などを備えていないことが望ましい。
【００５８】
ＣＰＵ１が制御回路２６を介して操作する電流によって光源２５から照射される照明光２９の強度は制御される。光源２５から照射された照明光２９は、受光センサ２７に入射して入射光の強度に応じた電気信号に変換され、処理回路２８によって処理されてＣＰＵ１に出力される。
【００５９】
図７は、校正基準板劣化測定装置４０Ａのキャリア２２が収納ケース３３（「ハウジング」とも称する）内の前端部に位置する状態の概略構成を示す斜視図であり、図８は、キャリア２２の駆動機構の概略を示す斜視図であり、図９は、キャリア２２に装着された校正基準板ホルダ４４の概略構成を示す斜視図である。
【００６０】
副測定系（すなわち、前記第２の照明受光手段）は、図８に示されるキャリア２２と送りネジ３０などの移動機構によって校正基準板と副測定系とを第１の相対位置（すなわち、図３，図４および図７に示される、キャリア２２が収納ケース３３内の前端部に位置する状態）とした状態で、副測定系の照明部から照射された照明光２９を校正基準板を介さずに副測定系の受光部に入射させた場合の受光光量に応じた第１の信号（すなわち、照明光２９そのものの強度）と、キャリア２２と送りネジ３０などの移動機構によって前記校正基準板と副測定系とを第２の相対位置（すなわち、図５および図６に示される、キャリア２２と校正基準板ユニット１８Ａが初期位置に位置する状態）とした状態で、副測定系の照明部から照射された照明光を校正基準板を介して副測定系の受光部に入射させた場合の受光光量に応じた第２の信号（すなわち、校正基準板を拡散透過した後、図１０，図１１に示す穴部Ｈ１を通過した照明光２９の強度）とを測定する。
【００６１】
第１の信号と第２の信号の測定順序は任意であり、反射特性測定装置１０Ａの構造に応じて適切な所定の順序、例えば主測定系２０Ａと副測定系とによる測定時間全体がより短くなる所定の順序で、順次に同一の照明受光手段である副測定系によって測定可能とされている。
【００６２】
後述するように校正基準板の劣化（すなわち、光学的特性の変化）は、同一の副測定系によって測定された前記第１の信号に対する前記第２の信号の比である拡散透過率の変化をＣＰＵ１で検出することによって判定されるため、副測定系の測定特性が変動しても、その変動の影響をほとんど受けること無く、校正基準板の劣化を監視することができる。
【００６３】
次に、主測定系２０Ａによる測定と副測定系による測定との関係を説明する。反射特性測定装置１０Ａでは、図１に示されるように校正基準板が所定の位置（すなわち、図３，図４に示されるようにキャリア２２が収納ケース３３内の前端部に位置する状態）に設置された状態で主測定系２０Ａ（すなわち、第１の照明受光手段）が校正基準板の反射特性を測定するとともに、副測定系（すなわち、前記第２の照明受光手段）が前記第１の信号（すなわち、照明光２９そのものの強度）を測定し、図２の状態においては、副測定系が前記第２の信号を測定する。
【００６４】
この構成によって、同一状態の校正基準板を主測定系と副測定系とで一度に測定可能となり、反射特性測定装置の小型化や、測定時間の短縮が可能である。
【００６５】
次に、校正基準板の劣化を判定する際には、前記第１の信号に対する前記第２の信号の比である拡散透過率の変化をＣＰＵ１で検出することによって校正基準板の劣化を判定する。例えば、参照板の劣化を判定する場合には、白色校正時の参照板ｒｂに関する拡散透過率Ｄｒｃと、測定対象物測定時の参照板ｒｂに関する拡散透過率ＤｒとがＣＰＵ１によって算出され、比Ｄｒ／Ｄｒｃが所定の範囲を超える場合には、ＣＰＵ１は、参照板ｒｂが劣化していると判定して、操作パネル４２に設けられた表示部に警告メッセージを表示したり、ＵＳＢインタフェースによってコンピュータ等の外部機器に警告信号を送信する等の対応を行う。
【００６６】
この送信されたり表示等される警告信号によって、校正基準板の再度の白色校正などをすべき時期を正確に検知することができる。
【００６７】
ここで、反射特性測定装置１０Ａの副測定系による測定においては、照明光が校正基準板を透過する透過光と、照明光自体とを測定して得られる拡散透過率を劣化の判定指標として用いるが、透過光の代わりに反射光を測定し、照明光自体の強度に対する反射光の強度の比である反射率を劣化の判定指標として用いてもよい。
【００６８】
ただし、透過光を測定する場合には、測定対象物が多少傾いても測定値がほとんど変化しないという長所があるが、反射光を用いる場合には、校正基準板のわずかな傾きによっても反射光の強度変化が大きくなるという短所があるので、反射光を用いることはなるべく避けることが望ましい。
【００６９】
また、複数の光源や複数の受光センサによる測定値に基づく劣化の判定指標を用いると、判定指標は各光源間や各受光センサ間の測定特性のばらつきの影響を受けるが、照明光が校正基準板を透過する透過光と照明光自体とを測定する場合には、１つの光源２５と１つの受光センサ２７のみによって透過光と照明光自体とを測定することができるので、複数の光源や複数の受光センサを用いる場合に生ずる各光源間や各受光センサ間の測定特性のばらつきの影響を受けることがないという長所もある。
【００７０】
これに対して、反射光と照明光自体とを測定する場合には、例えば、１つの光源と２つの受光センサを用いる構成などが必要であり、各受光センサ間の測定特性のばらつきの影響を受けてしまうので、複数光源や複数受光センサの測定特性のばらつきの影響を回避する観点からも反射光を用いることはなるべく避けることが望ましい。
【００７１】
もっとも、要求される劣化検出精度によっては、例えば１つの光源と校正基準板を挟んだ２つの受光手段を用いて、１の受光手段で測定される照明光自体の強度と、他の受光手段で測定される拡散反射光の強度との比の変化を検出する手法や、１つの光源から校正基準板に照射される照明光をハーフミラーで直進光と反射光とに分割し、反射光を再度ミラーで反射させて校正基準板に入射させ、校正基準板を挟んで光源と反対側に設けられた２つの受光手段を用いて、照明光自体の強度と校正基準板を拡散透過した照明光の強度とを同時に測定する構成としても良い。
【００７２】
一般的に、受光センサの光電変換特性のばらつきより光源の発光特性のばらつきの方が大きいので、光源または受光センサを複数用いる場合には、上記例のように光源を１個とし、受光センサを複数用いることが望ましい。
【００７３】
図８，図９に示されるようにキャリア２２のスロット２２ｓには校正基準板ユニット１８Ａを構成する部材の１つである校正基準板ホルダ４４が挿入されており、校正基準板ホルダ４４の枠部においてキャリア２２と校正基準板ユニット１８Ａとは図示しないネジ等によって固定されている。
【００７４】
キャリア２２には耳部２２ａ，２２ｂが設けられており、収納ケース３３内に固定されたリニアガイド３１，３２が、それぞれ耳部２２ａ，２２ｂに設けられた図示しない穴部を通って、キャリア２２を支持する。
【００７５】
パルスモータ１３に接続された送りねじ３０は、耳部２２ｂに設けられた図示しないナット部を通ってキャリア２２を支持するとともに、パルスモータ１３の双方向の回転動作によって図８の回転矢印ＹＲ１が示す双方向に回転し、リキャリア２２と、キャリア２２のスロット２２ｓに挿入された校正基準板ユニット１８Ａとを矢印ＹＬ１示す双方向に搬送する。
【００７６】
収納ケース３３の底面３３ｂには、キャリア２２の原点を指定する光スイッチなどの原点センサ２３が設けられており、キャリア２２の底部には、原点センサ２３に原点を検出させる遮光板などの原点検出用基準部２４が設けられている。原点検出用基準部２４と原点センサ２３に重なる位置（図５の状態）が、キャリア２２と、キャリア２２に固定された校正基準体ユニット１８Ａの初期位置となる。
【００７７】
ブラシ１９ａ，１９ｂは、上面３３ａと底面３３ｂにそれぞれ設けられており、校正基準板ユニット１８Ａの基準板ホルダ４４の上面と底面とをそれぞれ清掃するとともに収納ケース３３の内部を外光から遮光する作用と、埃などが収納ケース３３内部に入り込むことを防止する作用を有する。
【００７８】
校正基準板ホルダ４４の前端部の大きさと収納ケース３３の格納ケース開口３３ｍの大きさはほぼ同じであり、キャリア２２のスロット２２ｓに校正基準板ユニット１８Ａが挿入されている状態においては、校正基準板ホルダ４４とブラシ１９ａ，１９ｂによって収納ケース３３内部が遮光される構造となっている。また、特にキャリア２２が、格納ケース３３の前端まで移動した状態（図３，図４の状態）においては、キャリア２２の前面部２２ｆとブラシ１９ａ，１９ｂによっても収納ケース３３内部が遮光される構造となっている。
【００７９】
○校正基準板ユニット１８Ａ：
図１０は、校正基準板ユニット１８Ａの上面外観図であり、図１１は、図１０の切断面線１Ａ−１Ａにおける校正基準板ユニット１８Ａの断面模式図である。
【００８０】
校正基準板ユニット１８Ａは、校正基準板ホルダ４４と、校正基準板と、校正基準板に接合された遮光板ｂｂとを備える。
【００８１】
校正基準板は、白色校正板ｗｂまたは参照板ｒｂである。校正基準板としては、例えば、薄板状のオパールガラスや、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）の粉末を焼結して得られる薄板状の多孔質ＰＴＦＥなどが用いられる。近年は、コスト削減や、環境保護などの観点から、オパールガラスよりも製造コストが安く、鉛を含有しない多孔質ＰＴＦＥが校正基準板として用いられることが多くなってきている。
【００８２】
多孔質ＰＴＦＥは、表面に照射される照明光を反射するとともに、一部の照明光は透過させる拡散反射体である。多孔質であるために汚れが内部に入り込みやすく、汚れの除去が困難であるという短所がある。このため近年は、校正基準板の劣化をモニタする技術が重要となってきている。
【００８３】
校正基準板の厚さは、例えば、校正基準板を透過する照明光の拡散透過率が１０％程度になるように設定され、校正基準板の材質が、例えば、ＰＴＦＥである場合には、その厚さは、０．５ｍｍ程度である。
【００８４】
校正基準板ホルダ４４としては、例えば、校正基準板と同じ厚さの黒塗装したアルミニウム板や、鉄板などの剛性がある金属板などが採用される。校正基準板ホルダ４４の底面には穴部Ｈ２が設けられ、校正基準板がはめ込まれている。校正基準板に接合された遮光板ｂｂは、穴部Ｈ２よりも大きな構造となっており、遮光板ｂｂの縁部と校正基準板ホルダ４４の底部とがねじ止め等によって接合されている。
【００８５】
遮光板ｂｂに接合された校正基準板の交換作業などの際に校正基準板が落下などしないように、校正基準板ホルダ４４は、周辺部が曲げ加工等されて枠部を形成し、箱状の形状をしているが、図１８に示される校正基準板ホルダ４４のように平面状であっても良い。
【００８６】
遮光板ｂｂには、例えば、厚さ０．２ｍｍ程度の黒塗装したアルミニウム板や、鉄板などの金属板や、黒色の樹脂板などの遮光性を有する部材を用いる。
【００８７】
校正基準板としてＰＴＦＥを用い、遮光板ｂｂとして金属板を用いる場合の校正基準板と遮光板ｂｂとの接合においては、必要に応じて、金属ナトリウム溶液を用いた湿式エッチングや、特開２００８−１９３９３に開示されるプラズマ処理による方法によって、ＰＴＦＥの接合面を改質した後、エポキシ系の樹脂などによって接合する方法等によって接合が可能である。
【００８８】
遮光板ｂｂには、校正基準板と接する部分のうち、周辺部分に小さな穴部Ｈ１が設けられている。校正基準板の劣化をモニタするときは副測定系の光源２７から照射された照明光２９が校正基準板を拡散透過し、さらに穴部Ｈ１を通った拡散透過光と照明光２９そのものの強度とを受光センサ２７で測定して拡散透過率を求め、拡散透過率の初期状態からの変化に基づいて校正基準板の劣化の有無が判断される。
【００８９】
穴部Ｈ１の形状は、円に限定されず、四角や長穴であっても良い。また穴部Ｈ１が、複数合っても良い。穴部Ｈ１が複数ある場合や、長穴である場合には、例えば校正基準板の複数箇所の劣化を離散的に、若しくは連続的に監視することができる。
【００９０】
遮光板ｂｂは、主測定系の照明光が校正基準板で拡散反射した光の分光強度を測定する際に、校正基準板の裏面から入射する外光が薄い校正基準板を透過してきて主測定系で測定されることを防止する作用と、薄い校正基準板を支持して破損等を防止する作用などを有する。
【００９１】
また、遮光板ｂｂを黒塗装するのは、主測定系の照明光が校正基準板を透過して遮光板ｂｂ面で反射して再び校正基準板を透過して主測定系で測定されることを防止するためである。
【００９２】
また、遮光板ｂｂの穴部Ｈ１が校正基準板ホルダ４４に対して所定位置に設置する組み立て作業が容易になるように、例えば、遮光板ｂｂの縁部および校正基準板ホルダ４４に、それぞれ位置決めピンおよび位置決めピン用の穴を設けてもよい。
【００９３】
また、図３に示されるように、本実施形態においては反射特性測定装置１０の副測定系は、キャリア２２の後端（−Ｘ方向）の外側の空間を通過する照明光を測定しているが、例えば、校正基準板ホルダ４４において校正基準板と遮光板ｂｂが存在しない領域に照明光を通すための穴を設けて、副測定系によって照明光自体を測定するようにしても良い。
【００９４】
上述したように、校正基準装置５０Ａによれば、校正基準板と照明受光手段とを相対的に移動可能とする手段と、照明受光手段とによって、照明光が校正基準板を介さずに受光部に入射する光の光量に応じた第１の信号（すなわち、照明光自体の強度）と、照明光が前記校正基準板を介して受光部に入射する光の光量に応じた第２の信号（すなわち、拡散透過光強度）とを共通の照明部と受光部とで測定することができる。従って、第１の信号と第２の信号の測定結果を用いて、照明部と受光部の測定特性の変動が第１の信号と第２の信号の測定結果に与える影響が相殺された指標を求めることによって、校正基準板の光学的特性の変化を監視でき、反射特性測定装置の測定精度を保つことができる。
【００９５】
＜実施形態１の反射特性測定装置の動作＞
次に、反射特性測定装置１０Ａの動作モードについて、フローチャートを用いて説明する。
【００９６】
なお、この説明および関連するフローチャートにおいては記載が省略されているが、反射特性測定装置１０Ａおよび後述する実施形態２に係る反射特性測定装置１１０Ａは、白色校正板の値付け、白色校正などの各処理において測定値や算出値などのデータを得た場合や、記憶部２に記憶されたデータを各処理において使用する場合には、これらのデータを各処理が終了するまで継続的にＣＰＵ１の内部にあるＲＡＭや記憶部２のフラッシュメモリなどに保持しておき、必要な演算等に使用する。
【００９７】
○白色校正板の値付け
図１２は、実施形態１に係る反射特性測定装置１０Ａが白色校正板値付けモードで作動する値付け動作Ｓ１０の概要を示すフローチャートである。
【００９８】
先ず、準備として、操作パネル４２の操作により反射特性測定装置１０Ａを「値付けモード」に設定する。そして、校正基準板劣化測定装置４０Ａを初期位置（図２）に駆動し、図１２に示される値付け動作Ｓ１０のステップＳ１０２に進む。
【００９９】
ステップＳ１０２において図２の測定開口４１に、ジオメトリにほとんど依存しない分光反射率係数Ｒｐ０（λ）を持つ硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）粉末プレス板（「硫酸バリウムプレス板」，「硫酸バリウム板」とも称する）などが載せられ、操作パネル４２上の測定ボタンが押されると、主測定系２０Ａの照明光１２ａが硫酸バリウムプレス板で拡散反射された反射光１２ｂの分光強度Ｉｐ０（λ）を、主測定系２０Ａが測定する（ステップＳ１０２）。
【０１００】
その後、硫酸バリウムプレス板に替えて白色校正板が測定開口４１に載置され、操作パネル４２上の測定ボタンが押されると、主測定系２０Ａは、白色校正板に関する分光強度Ｉｗ０（λ）を測定する（ステップＳ１０４）。
【０１０１】
次に、ＣＰＵ１において、予め記憶部２に記憶されている分光反射率係数Ｒｐ０（λ）を用いた演算Ｒｐ０（λ）×Ｉｗ０（λ）/ Ｉｐ０（λ）を行って、白色校正板の分光反射率係数Ｒｗ０（λ）を算出（ステップＳ１０６）し、記憶部２に記憶（ステップＳ１０８）して、値付け動作Ｓ１０を終了する。
【０１０２】
○白色校正
次に、反射特性測定装置１０Ａは実際の使用環境におかれ、白色校正が行われる。
【０１０３】
図１３は、実施形態１に係る反射特性測定装置１０Ａの白色校正Ｓ２０の動作の概要を示すフローチャートである。
【０１０４】
先ず、測定開口４１に白色校正板を載置した状態で操作パネル４２上の白色校正ボタンが押されると、図２に示されるように、校正基準板ユニット１８Ａが初期位置にある状態から、パルスモータ１３がキャリア２２を移動させて校正基準板ユニット１８Ａを図１に示される主測定系の測定位置まで繰り出す（ステップＳ２０２）。
【０１０５】
次に、主測定系２０Ａの照明光１２ａが参照板ｒｂで拡散反射される反射光１２ｂの分光強度Ｉｒｃ（λ）を主測定系２０Ａで測定し（ステップＳ２０４）、Ｉｒｃ（λ）は記憶部２に記憶される（ステップＳ２０６）。
【０１０６】
次に、白色校正時の副測定系の照明光強度Ｉｄｃが測定され（ステップＳ２０８）、パルスモータ１３がキャリア２２を繰り戻して、校正基準板ユニット１８Ａを図２の状態（初期位置）まで移動させる（ステップＳ２１０）。
【０１０７】
校正基準板ユニット１８Ａが初期位置に戻ると、副測定系の光源２５から照明光２９を照射し、参照板ｒｂを拡散透過した拡散透過光強度Ｉｔｒｃを測定し（ステップＳ２１２）、演算Ｉｔｒｃ／Ｉｄｃによって参照板ｒｂの白色校正時の拡散透過率Ｄｒｃを算出（ステップＳ２１４）して、Ｄｒｃを記憶部２に記憶する(ステップＳ２１６)。
【０１０８】
次に、主測定系２０Ａで白色校正時の白色校正板に関する分光強度Ｉｗｃ（λ）を測定し（ステップＳ２１８）、Ｉｗｃ（λ）を記憶部２に記憶（ステップＳ２２０）し、白色校正を終了する。
【０１０９】
○測定対象物測定
白色校正が終了すると、測定対象物の反射特性を測定することが可能となる。
【０１１０】
図１４は、実施形態１に係る反射特性測定装置１０Ａの測定動作Ｓ３０の動作の概要を示すフローチャートである。
【０１１１】
先ず、測定対象物が測定開口４１に載置された状態で、操作パネル４２上の測定ボタンが押されると、図２に示されるように、校正基準板ユニット１８Ａが初期位置にある状態からパルスモータ１３がキャリア２２を移動させて、校正基準板ユニット１８Ａを図１に示される主測定系の測定位置まで繰り出す（ステップＳ３０２）。
【０１１２】
次に、主測定系２０Ａの照明光１２ａが参照板ｒｂで拡散反射される反射光１２ｂの分光強度Ｉｒ（λ）が主測定系２０Ａによって測定される（ステップＳ３０４）とともに、副測定系によって測定対象物測定時の副測定系の照明光強度Ｉｄが測定される（ステップＳ３０６）。
【０１１３】
次に、パルスモータ１３がキャリア２２を繰り戻して、校正基準板ユニット１８Ａを初期位置（図２の状態）まで移動させる（ステップＳ３０８）。
【０１１４】
副測定系の照明光２９が参照板ｒｂを拡散透過した拡散透過光強度Ｉｔｒが測定（ステップＳ３１０）され、演算Ｉｔｒ／Ｉｄによって参照板の測定時の拡散透過率Ｄｒが算出され（ステップＳ３１２）、処理が参照板の劣化判定サブルーチンＳ３１４へ移される。
【０１１５】
○参照板の劣化判定サブルーチン
図１５は、実施形態１に係る反射特性測定装置１０Ａの参照板劣化判定サブルーチンＳ３１４の動作の概要を示すフローチャートである。
【０１１６】
先ず、測定時および白色校正時のそれぞれにおける参照板の拡散透過率ＤｒおよびＤｒｃの比Ｄｒ／Ｄｒcが算出され（ステップＳ３１４２）、比Ｄｒ／Ｄｒcが所定の範囲内であるかどうかが確認される（ステップＳ３１４４）。比Ｄｒ／Ｄｒcが、所定の範囲内である場合には参照板ｒｂは劣化していないと判定され（ステップＳ３１４６）、そうでない場合は劣化していると判定される（ステップＳ３１４８）。
【０１１７】
次に、測定対象物測定の処理フローに復帰し、参照板の劣化の有無が判断（ステップＳ３１６）されて、劣化している場合にはＣＰＵ１は、再度の白色校正処理を促すなどするための劣化警告信号を出力（ステップＳ３１８）して、測定を終了する。
【０１１８】
参照板が劣化していないと判定された場合には、演算Ｉｒｃ（λ）／Ｉｒ（λ）によって主測定系の測定特性の変動を補正する経時変化補正係数Ｃ（λ）が算出（ステップＳ３２０）されるとともに、主測定系によって測定対象物に関する分光強度ｌｍ（λ）が測定される（ステップＳ３２２）。
【０１１９】
次に（２）式によって測定対象物の分光反射率係数Ｒｍ（λ）が求められて（ステップＳ３２４）、測定を終了する。
【０１２０】
上述のように、参照板は、測定対象物の測定ごとに経時変化補正係数Ｃ（λ）算出のために主測定系２０Ａによって測定されるので、短期間で劣化する可能性が高いため、実施形態１に係る反射特性測定装置１０Ａは、参照板の劣化監視機構を備える。参照板の劣化が検出されると、警告信号が発せられ、再度の白色校正が促されるので、適切な時期のみに再度の白色校正を行うことができ、白色校正に係る測定者の手間を大幅に省くとともに、白色校正に使用される白色校正板の使用頻度を抑え、白色校正板の劣化を防ぐことができる。
【０１２１】
＜実施形態２＞
＜実施形態２に係る反射特性測定装置１１０Ａの測定原理＞
以下に、実施形態２に係る反射特性測定装置１１０Ａの測定原理を説明する。
【０１２２】
反射特性測定装置１１０Ａは、劣化していない、すなわち、光学的特性が変化していない白色校正板に対して、測定対象物の反射特性を測定する第１の照明受光系から照明光を照射し、この照明光が白色校正板によって拡散反射される反射光の分光強度を、白色校正板の値付け時と、その後の白色校正時とにおいて測定して、双方の分光強度の比を用いて値付け時と、白色校正時とにおける反射特性測定装置の測定特性の差異を補正することによって測定精度を保ちつつ、測定対象物の反射特性を測定する反射特性測定装置である。
【０１２３】
このため、仮に、白色校正板を用いて反射特性測定装置の測定特性、すなわち、第１の照明受光手段の測定特性を補正するとともに、第１の照明受光手段を用いて白色校正板の劣化を判定すると、測定特性の補正や劣化の判定における対象物と基準物とが、相互に循環し、適正な補正データや判定結果を得ることはできない。
【０１２４】
そこで、本発明の反射特性測定装置においては、測定対象物の反射特性の測定及び白色校正データを得るための白色校正板の測定を行う第1の照明受光手段とは異なる第２の照明受光手段を用いて白色校正板の劣化を測定する。
【０１２５】
第1の照明受光手段から独立した第２の照明受光手段を用いて白色校正板の光学的特性を測定して白色校正板の光学的特性の劣化を監視するので、第1の照明受光手段の測定特性が変動する影響を受けることなく、白色校正板の光学的特性の変化を監視することが可能となる。従って、白色校正の精度、すなわち、反射特性測定装置の測定精度を保つことができる。
【０１２６】
具体的には、反射特性測定装置１１０Ａによる白色校正板の劣化の測定は、白色校正板の分光反射率係数Ｒｗ０（λ）の値付け時における第２の照明受光手段の照明光の強度Ｉｄ０に対する白色校正板の値付け時における第２の照明受光手段の照明光が白色校正板を拡散透過した透過光の強度Ｉｔw０の比によって表される拡散透過率Ｄｗ０と、白色校正時における第２の照明受光手段の照明光の強度Ｉｄｃに対する白色校正時における第２の照明受光手段の照明光が白色校正板を拡散透過した透過光の強度Ｉｔｗｃの比によって表される拡散透過率Ｄｗｃとを比較して、比Ｄｗｃ／Ｄｗ０が所定の範囲内である場合には、白色校正板は劣化していないと判断することによって行われる。
【０１２７】
第２の照明受光手段の測定特性が変動しても、その変動の影響を受けない拡散透過率の変化に基づいて白色校正板の劣化を判定するので、第２の照明受光手段の測定特性が変動することによる影響を排除して白色校正板の劣化を精度良く判定することができる。
【０１２８】
白色校正板が劣化していないと判断された場合には、値付けされた白色校正板の分光反射率係数Ｒｗ０（λ），測定対象物測定時に第１の照明受光手段から照射された照明光が測定対象物で拡散反射された反射光を第１の照明受光手段で測定した分光強度Ｉｍ（λ）および白色校正時に第１の照明受光手段から照射された照明光が白色校正板の表面で拡散反射された拡散反射光を第１の照明受光手段で測定した分光強度Ｉｗｃ（λ）とによって、測定対象物の分光反射率係数Ｒｍ（λ）が（３）式によって求められる。
【０１２９】
【数３】
2010190785.tif 000005
【０１３０】
白色校正板が劣化していると判断された場合には、警告信号が出力されて、後述する白色校正板の分光反射率係数の再値付けが促される。
【０１３１】
＜実施形態２の反射特性測定装置の構成＞
○反射特性測定装置１１０Ａ：
図１６は、実施形態２に係る反射特性測定装置１１０Ａの参照板測定時の概略構成を示す模式図である。
【０１３２】
反射特性測定装置１１０Ａは、実施形態１の反射特性測定装置１０Ａと多くの共通する構成を有しており、両者の相違点は、反射特性測定装置１０Ａが備える校正基準板劣化測定装置４０Ａおよび校正基準板ユニット１８Ａに代えて、反射特性測定装置１１０Ａが、それぞれ校正基準板劣化測定装置４０Ｂおよび校正基準板ユニット１８Ｂを備える点である。以下では、反射特性測定装置１０Ａに対する反射特性測定装置１１０Ａの相違点を説明することによって反射特性測定装置１１０Ａの構成を説明する。
【０１３３】
○校正基準板ユニット１８Ｂ：
図１７は、校正基準板ユニット１８Ｂの上面外観図であり、図１８は、図１７の切断面線２Ａ−２Ａにおける校正基準板ユニット１８Ｂの断面模式図である。
【０１３４】
校正基準板ユニット１８Ｂは、封止部２２ｃおよび把持部２２ｄを備えること、ならびに、校正基準板ホルダ４４の形状が平面状であることを除いて、実施形態１に係る校正基準板ユニット１８Ａと同じ構成および機能を有する各部材によって構成される。
【０１３５】
把持部２２ｄは、校正基準板ユニット１８Ｂを取り扱う際に把持するための樹脂などで作られる部材であり、封止部２２ｃは、校正基準板ユニット１８Ｂの校正基準板ホルダ４４と把持部２２ｄとを固定するための樹脂などで作られる部材である。
【０１３６】
校正基準板ユニット１８Ｂは、通常、校正基準板劣化測定装置４０Ｂに格納されており、白色校正板の値付け時および白色校正時などにはスロット２２ｓ（図１６）から、取り出されて校正に供される。校正後、校正基準板ユニット１８Ｂは、スロット２２ｓから再び校正基準板劣化測定装置４０Ｂに格納される。
【０１３７】
また、白色校正などを行うために校正基準板ユニット１８Ｂを校正基準板劣化測定装置４０Ｂへ出し入れする際には、把持部２２ｄが把持される。
【０１３８】
○校正基準板劣化測定装置４０Ｂ：
図１６に示すように、校正基準板劣化測定装置４０Ｂは、収納ケース３３と収納ケース３３内部の部品によって構成され、反射特性測定装置１１０Ａの内部に取り外し可能に設置されている。校正基準板劣化測定装置４０Ｂは、間隔を隔てて対向配置された光源２５および受光センサ２７を有する。光源２５および受光センサ２７は、校正基準板劣化測定装置４０Ｂの外部に設けられた制御処理回路１６とともに副測定系（「第２の投受光手段」とも称する）を構成し、白色校正に使用される白色校正板ｗｂの劣化を判定するための信号は、副測定系によって測定される。
【０１３９】
校正基準板劣化測定装置４０Ｂの収納ケース３３の側面にはスロット２２ｓが設けられており、校正基準板劣化測定装置４０Ｂが反射特性測定装置１１０Ａに取り付けられた状態において、スロット２２ｓを有する収納ケース３３の側面と、反射特性測定装置１１０Ａの筐体の側面とが同じ面を形成する。
【０１４０】
校正基準板劣化測定装置４０Ｂの内部には、スロット２２ｓを挟んでガイド５６ａおよび５６ｂが設けられており、スロット２２ｓから校正基準板劣化測定装置４０Ｂに出し入れされる白色校正板ｗｂを備えた校正基準板ユニット１８Ｂは、ガイド５６ａおよび５６ｂによって、光源２５と受光センサ２７との間の間隔を横切る経路に沿って光源２５と受光センサ２７に対して相対的に移動するように案内される。
【０１４１】
ブラシ１９ａおよび１９ｂは、収納ケース３３の上面および底面にそれぞれ設けられており、校正基準板ユニット１８Ｂの上面と底面とをそれぞれ清掃するとともに、ガイド５６ａ，５６ｂおよび封止部２２ｃと協働して、収納ケース３３の内部を外光から遮光する作用と、埃などが収納ケース３３の内部に入り込むことを防止する作用を有する。
【０１４２】
校正基準板劣化測定装置４０Ｂの内部には、例えば、反射型フォトインタラプタなどが採用される原点センサ１４が設けられており、原点センサ１４は、校正基準板ユニット１８Ｂの把持部２２ｄがスロット２２ｓに当たるまで、校正基準板ユニット１８Ｂが校正基準板劣化測定装置４０Ｂに差し込まれた状態で、校正基準板ユニット１８Ｂの端面を検出でき、この状態において、図１７，図１８に示される遮光板ｂｂに設けられた穴部Ｈ１が、副測定系の照明光２９の光路上に位置している。
【０１４３】
例えばＬＥＤなどが採用される光源２５は、収納ケース３３の下面に設けられており、例えばＳＰＣなどが採用される受光センサ２７は、収納ケース３３の上面に設けられている。校正基準板劣化測定装置４０Ｂの近傍に設けられている制御処理回回路１６は、光源２５の駆動および受光センサ２７の出力信号の処理を行うとともに、原点センサ１４の駆動および出力信号の処理を行う。
【０１４４】
制御処理回路１６とＣＰＵ１の間には、ＣＰＵ１が出力する制御信号や制御処理回路１６の出力信号などの情報伝達に使用される配線が配設されており、ＣＰＵ１が制御処理回路１６を介して操作する電流によって光源２５から照射される照明光２９の強度は制御される。光源２５から照射された照明光２９は、受光センサ２７に入射して入射光の強度に応じた電気信号に変換され、制御処理回路１６によって処理されてＣＰＵ１に出力される。
【０１４５】
白色校正時などでは、校正基準板ユニット１８Ｂが校正基準板劣化測定装置４０Ｂから取り出される。この取出しは、原点センサ１４によって検出されるとともに、副測定系の光源２５による照明光２９の照射と受光センサ２７による測定が開始され、照明光２９は、白色校正板ｗｂを拡散透過し、さらに穴部Ｈ１を通り、拡散透過光として受光センサ２７によって測定され、照明光２９の拡散透過光の信号強度として記憶されるとともに、光源２５による照明光２９の照射および受光センサ２７による測定は、さらに続行される。
【０１４６】
校正基準板ユニット１８Ｂの取り出し動作が続行されると、照明光２９は、遮光板ｂｂと校正基準板ホルダ４４によって一旦遮断された後、校正基準板ホルダ４４の端面が照明光２９の光路を通過すると再び、受光センサ２７に直接入射する。受光センサ２７が測定する信号の強度の変化によって、照明光２９が受光センサ２７に直接入射していることが認識され、照明光２９そのものの信号強度として記憶されるとともに、光源２５による照明光２９の照射および受光センサ２７の測定は停止される。
【０１４７】
照明光２９そのものの信号強度に対する照明光２９の拡散透過光の信号強度の比をとることによって拡散透過率を求め、拡散透過率の校正基準板値付け時からの変化に基づいて校正基準板の劣化の有無が判断される。
【０１４８】
なお、例えば、校正基準板ホルダ４４上において、遮光板ｂｂと封止部２２ｃとの間に貫通孔を設けるとともに、把持部２２ｄがスロット２２ｓに当接する状態で、照明光２９が、該貫通孔を通過する位置に光源２５および受光センサ２７を設けることによって、把持部２２ｄがスロット２２ｓに当接する状態で、先ず、照明光２９そのものの信号強度を測定し、その後、校正基準板ユニット１８Ｂの取り出し過程における信号強度の変化に基づいて、白色校正板ｗｂを拡散透過して穴部Ｈ１を通過した照明光２９の信号強度を認識して測定するようにしてもよい。
【０１４９】
このように、校正基準板劣化測定装置４０Ｂの構成を変更することによって、照明光２９そのものの信号強度と、照明光２９の拡散透過光の信号強度とを、所定の順序で、順次に測定することができる。
【０１５０】
＜実施形態２の反射特性測定装置の動作＞
次に、反射特性測定装置１１０Ａの動作について、フローチャートを用いて説明する。
【０１５１】
○白色校正板の値付け
図１９は、実施形態２に係る反射特性測定装置１１０Ａが白色校正板値付けモードで作動する値付け動作Ｓ４０の概要を示すフローチャートである。
【０１５２】
先ず、準備として、校正基準板ユニット１８Ｂが校正基準板劣化測定装置４０Ｂに格納された状態で、既知の分光反射率係数Ｒｐ０（λ）を持つ硫酸バリウムプレス板を測定開口４１上に載置し、操作パネル４２の操作により反射特性測定装置１０Ａを「値付けモード」に設定する。
【０１５３】
操作パネル４２上の測定ボタンが押されると、主測定系２０Ａによって硫酸バリウムプレス板に関する分光強度Ｉｐ０（λ）が測定される（ステップＳ４０２）。
【０１５４】
次に、校正基準板劣化測定装置４０Ｂから校正基準板ユニット１８Ｂの取り出しを開始すると、この取り出し開始は、原点センサ１４によって検出される（ステップ４０４）。
【０１５５】
校正基準板ユニット１８Ｂの取り出し開始が検出されると、副測定系によって値付け時の白色校正板に関する拡散透過光強度Ｉｔｗ０が測定される（ステップＳ４０６）。
【０１５６】
拡散透過光強度Ｉｔｗ０の測定が終了し、校正基準板ユニット１８Ｂの移動にともなう副測定系の出力信号の強度変化によって、副測定系の出力信号が照明光２９そのものの強度であることが認識されると、該信号強度が、白色校正板の値付け時の副測定系の照明光強度Ｉｄ０として測定され（ステップＳ４０８）、演算Ｉｔｗ０／Ｉｄ０によって値付け時の白色校正板の拡散透過率Ｄｗ０が算出（ステップＳ４１０）される。そしてＤｗ０は記憶部２に記憶（ステップＳ４１２）される。
【０１５７】
次に、校正基準板劣化測定装置４０Ｂから取り出された校正基準板ユニット１８Ｂが、硫酸バリウムプレス板に替えて測定開口４１上に設置され、操作パネル４２上の測定ボタンが押されると、主測定系２０Ａによって白色校正板ｗｂに関する値付け時の分光強度Ｉｗ０（λ）が測定される（ステップＳ４１４）。
【０１５８】
分光強度Ｉｗ０（λ）の測定が終了すると、予め記憶部２に記憶されている分光反射率係数Ｒｐ０（λ）を用いた演算Ｒｐ０（λ）×Ｉｗ０（λ）／Ｉｐ０（λ）によって値付け時における白色校正板の分光反射率係数Ｒｗ０（λ）が算出（ステップＳ４１６）されて、Ｒｗ０（λ）は記憶部２に記憶され（ステップＳ４１８）、値付けが終了する。
【０１５９】
○白色校正
図２０は、実施形態１に係る反射特性測定装置１１０Ａの白色校正Ｓ５０の動作の概要を示すフローチャートである。
【０１６０】
先ず、準備として、操作パネル４２の操作により反射特性測定装置１０Ａを「白色校正モード」に設定する。
【０１６１】
校正基準板劣化測定装置４０Ｂから校正基準板ユニット１８Ｂの取り出しが開始されると、この取り出し開始は原点センサ１４によって検出され（ステップＳ５０２）、副測定系によって白色校正時の白色校正板に関する拡散透過光強度Ｉｔｗｃが測定される（ステップＳ５０４）。
【０１６２】
拡散透過光強度Ｉｔｗｃの測定が終了し、校正基準板ユニット１８Ｂの移動にともなう副測定系の出力信号の強度変化によって、副測定系の出力信号が照明光２９そのものの強度であることが認識されると、該信号強度が、白色校正時の副測定系の照明光強度Ｉｄｃとして測定され（ステップＳ５０６）、演算Ｉｔｗｃ／Ｉｄｃによって白色校正時の白色校正板の拡散透過率Ｄｗｃが算出され（ステップＳ５０８）、処理が白色校正板の劣化判定サブルーチンＳ５１０へ移される。
【０１６３】
○白色校正板の劣化判定サブルーチン
図２１は、実施形態２に係る反射特性測定装置１１０Ａの白色校正板の劣化判定サブルーチンＳ５１０の動作の概要を示すフローチャートである。
【０１６４】
先ず、白色校正時と値付け時とにおける白色校正板の拡散透過率ＤｗｃとＤｗ０との比Ｄｗｃ／Ｄｗ０が算出（ステップＳ５１０２）され、比Ｄｗｃ／Ｄｗ０が所定の範囲内であるかどうかが判定される（ステップＳ５１０４）。比Ｄｗｃ／Ｄｗ０が所定の範囲内である場合には白色校正板は劣化していないと判定（ステップＳ５１０６）され、そうでない場合には白色校正板は劣化していると判定（ステップＳ５１０８）される。
【０１６５】
次に、白色校正の処理フローに復帰し、白色校正板の劣化の有無が判断（ステップＳ５１２）されて、劣化している場合にはＣＰＵ１は、白色校正板の分光反射率係数の再値付け処理を促すなどするための劣化警告信号を出力（ステップＳ５１４）して、白色校正を終了する。
【０１６６】
白色校正板が劣化していなければ、校正基準板ユニット１８Ｂが測定開口４１に設置された後、操作パネル４２上の測定ボタンが押されると、主測定系２０Ａによって白色校正時の白色校正板に関する分光強度Ｉｗｃ（λ）が測定（ステップＳ５１６）され、Ｉｗｃ（λ）は記憶部２に記憶（ステップＳ５１８）されて、白色校正を終了する。
【０１６７】
○測定対象物測定
図２２は、実施形態１に係る反射特性測定装置１１０Ａの測定動作Ｓ６０の概要を示すフローチャートである。
【０１６８】
測定開口４１に測定対象物が設置され、操作パネル４１上の測定ボタンが押されると、主測定系によって測定対象物に関する分光強度Ｉｍ（λ）が測定（ステップＳ６０２）され、（３）式によって測定対象物の分光反射率係数Ｒｍ（λ）が算出されて（ステップＳ６０４）、測定が終了する。
【０１６９】
○白色校正板ｗｂの分光反射率係数の再値付け：
ここで、白色校正時に白色校正板ｗｂが劣化していると判定された場合に行うべき白色校正板ｗｂの分光反射率係数の再値付け処理について説明する。
【０１７０】
白色校正板の値付け時に、白色校正板ｗｂと同じ材質を有する第２の白色校正板を用意して、白色校正板ｗｂの値付け時の分光反射率係数Ｒｗ０（λ）を求めるとともに、第２の白色校正板の値付け時の分光反射率係数Ｒ２ｗ０（λ）も、予め求めて記憶部２に記憶しておく。第２の白色校正板は、反射特性測定装置の使用元、または製造元のサービス拠点などの劣化を生じにくい環境で保管される。
【０１７１】
白色校正処理において、白色校正板ｗｂの劣化が検出された場合には、硫酸バリウムプレス板に代えて、保管されている第２の白色校正板を用いて値付け動作Ｓ４０を行い、第２の白色校正板に関する分光反射光強度Ｉ２ｗｃ（λ）と白色校正板ｗｂに関する分光反射光強度Ｉｗｃ（λ）を測定し、演算Ｒ２ｗ０（λ）×Ｉｗｃ（λ）／Ｉ２ｗｃ（λ）によって、白色校正板ｗｂの現状の分光反射率係数Ｒｗ０’（λ）が算出されて、白色校正板ｗｂの新たな分光反射率係数Ｒｗ０（λ）値付けとして上書き記憶され、以降の測定対象物の測定において使用される。
【０１７２】
上述したように、校正基準板劣化測定装置４０Ｂによれば、校正基準板と照明受光手段とを相対的に案内するガイドと、照明受光手段とによって、校正基準板と照明受光手段とを第１の相対位置（すなわち、照明光２９が受光センサ２７に直接入射する相対位置）とした状態で、照明光が校正基準板を介さずに受光部に入射する光の光量に応じた第１の信号（すなわち照明光そのものの強度）を、校正基準板と照明受光手段とを第２の相対位置（すなわち、照明光２９が白色校正板ｗｂを拡散透過して受光センサ２７に入射する相対位置）とした状態で、照明光が校正基準板を介して受光部に入射する光の光量に応じた第２の信号（すなわち、拡散透過光強度）を、所定の順序で、順次に測定することが可能となる。
【０１７３】
そして、第１の信号と第２の信号とを共通の照明部と受光部とで測定することができるので、第１の信号と第２の信号の測定結果を用いて、照明部と受光部の測定特性の変動が第１の信号と第２の信号の測定結果に与える影響が相殺された指標を求めることによって、校正基準板の光学的特性の変化を監視でき、反射特性測定装置の測定精度を保つことができる。
【符号の説明】
【０１７４】
１０Ａ，１１０Ａ  反射特性測定装置
１８Ａ，１８Ｂ  校正基準板ユニット
４０Ａ，４０Ｂ  校正基準板劣化測定装置
５０Ａ  校正基準装置
１  ＣＰＵ
２  記憶部
３  ＵＳＢ制御回路
３ｂ  ＵＳＢコネクタ
４，２６  制御回路
５  光源部
６，７  レンズ
８  ポリクロメータ
９  分光素子
１０  受光センサアレイ
１１，２８  処理回路
１２ａ，２９  照明光
１２ｂ  拡散反射光
１３  パルスモータ
１４，２３  原点センサ
１６  制御処理回路
１７  端子
１９ａ，１９ｂ  ブラシ
２０Ａ  主測定系
２２  キャリア
２２ａ，２２ｂ  耳部
２２ｃ  封止部
２２ｄ  把持部
２２ｆ  前面部
２２ｓ  スロット
２４  原点検出用基準部
２５  光源
２７  受光センサ
３０  送りねじ
３１，３２  リニアガイド
３３  収納ケース
３３ａ  上面
３３ｂ  底面
４２  操作パネル
４４  校正基準板ホルダ
ＹＬ１  矢印
ＹＲ１  回転矢印
Ｈ１，Ｈ２  穴部
ｒｂ  参照板
ｗｂ  校正白色板
ｂｂ  遮光板
【図１】
2010190785.tif 000006
【図２】
2010190785.tif 000007
【図３】
2010190785.tif 000008
【図４】
2010190785.tif 000009
【図５】
2010190785.tif 000010
【図６】
2010190785.tif 000011
【図７】
2010190785.tif 000012
【図８】
2010190785.tif 000013
【図９】
2010190785.tif 000014
【図１０】
2010190785.tif 000015
【図１１】
2010190785.tif 000016
【図１２】
2010190785.tif 000017
【図１３】
2010190785.tif 000018
【図１４】
2010190785.tif 000019
【図１５】
2010190785.tif 000020
【図１６】
2010190785.tif 000021
【図１７】
2010190785.tif 000022
【図１８】
2010190785.tif 000023
【図１９】
2010190785.tif 000024
【図２０】
2010190785.tif 000025
【図２１】
2010190785.tif 000026
【図２２】
2010190785.tif 000027